DE1920670C3 - Numerisch gesteuerte Rohrbiegemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine numerisch gesteuerte Rohrbiegemaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einer aus dem DE-GM 19 82 791 bekannten Rohrbiegemaschine dieser Art soll eine größere Genauigkeit der geraden Zwiscl<-nlängen zwischen zwei Biegungen im Rohr dadurch erzielt werden, daß in die Steuerung der Maschine zeichnung !gerechte Einzelangaben eingegeben werden, zu denen die jeweilig ermittelten Korrekturwerte zur Berücksichtigung von Materialeigenschaften und dergleichen hinzugefügt oder abgezogen werden. Zur Ermittlung dieser Korrekturwerte werden die tatsächliche Stellung der Maschinenteile erfaßt und Abweichungen zur vorgesehenen Stellung durch den Antrieb oder nicht vorhergesehene oder nicht durcn Vorausberechnung erfaßbare oder erfaßte Änderungen oder Abweichungen im Rohrmaterial registriert.

Bei bisher bekannten Rohrbiegemaschinen ergaben sich Ungenauigkeiten der Fertigteilmaße, wenn während des Biegevorgangs Längendehnungen des Rohrs auftraten. Diese Längendehnungen sind materialabhängig und können nur schwer im Programm für die numerische Steuerung berücksichtigt werden. Bei mehrfachen Biegungen eines Rohrs können sich derartige Ungenauigkeiten summieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rohrbiegemaschine der im Oberbegriff des Patentanspruchs angegebenen Gattung so auszugestalten, daß das Rohr unabhängig von möglicherweise auftretenden Längendehnungen nach Fertigstellung die gewünschten, durch Programm eingegebenen Maße aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs gelöst.

Gemäß dieser Lösung ist vorgesehen, daß für die Steuerung der Maschine nicht — wie bisher üblich — die Länge zwischen dem Endpunkt einer Biegung und dem Anfangspunkt der nächstfolgenden Biegung, sondern die Länge zwischen dem jeweiligen Anfangspunkt zweier aufeinanderfolgender Biegungen vorgegeben wird. Das Rohr wird mit Hilfe des Schlittens dann in der üblichen Weise in eine dem Anfangspunkt einer ersten Biegung entsprechende Stellung vorgerückt Während des Biegevorgangs wird dann vom Meßwerk die für die Biegung verbrauchte Rohrlänge ermittelt Dies erfolgt dadurch, daß der Schlitten bleibt und von diesem mitgezogen wird Das Meßwerk ermittelt die Verschiebung, die der Schlitten während des Biegevorgangs erfährt ίο Wenn der Schlitten nachfolgend vor Beginn des nächsten Biegevorgangs um die Differenz zwischen dem eingegebenen Abstand zwischen den Anfangspunkten zweier aufeinanderfolgender Biegungen und der Verschiebung während des gerade erfolgten Biegevorgangs vorgerückt wird, dann sind automatisch mögliche Rohrdehnungen während des Biegevorgangs kompensiert

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine Draufsicht auf eine Rohrbiegemaschine zu Beginn eines Biegevorgangs,

Fig.2 schematisch eine Draufsicht entsprechend F i g. 1 nach einer 90°-Biegungdes Rohrs.

F i g. 3 und 4 gebogene Rohre mit ihren Maßen zur Erläuterung der Arbeitsweise der Maschine und
Fig.5 ein Blockschaltbild der Steuerung für den Vorschub des Rohrs.

Die Rohrbiegernaschine besitzt einen Rahmen 10, auf dam ein Schlitten ii längsbeweglich und drehbar gelagert ist Ein Servoantriebsmotor 12 treibt den Schlitten 11 an, während ein Meßwerk 13 eine Information über die jeweilige Stellung des Schlittens entlang dem Rahmen 10 liefert Der Schlitten umfaßt eine Rohrklemmhülse 14, welche um das Rohr 15 geschlossen oder nach Belieben von diesem Rohr gelöst werden kann.

Die Biegewerkzeuge umfassen einen drehbar gelagerten Biegebacken 17, einen Klemmbacken 18 sowie einen Preßbacken 19. Der Biegebacken 17 besitzt eine nicht dargestellte Rohraufnahmerille, deren Tiefe etwas ■•o geringer als der Halbmesser des Rohrs 15 ist. Der Biegebacken besitzt einen halbkreisförmigen Umfangsabschnitt 17a und daran anschließend zwei geradlinige Umfangsabschnitte 176. Der Biegebacken 17 ist drehbar um eine Welle 20 gelagert, welche konzentrisch zu dem Umfangsabschnitt 17a angeordnet ist. Der Klemmbakken 18 besitzt einen Klemmschuh 18a mit einer ebenfalls nicht dargestellten Rohraufnahmerille; der Schuh klemmt das Rohr 17 am geradlinigen Umfangsabschnitt 17Zj des Biegebackens 17 fest. Der Klemmkacken 18 ist so in Richtung auf den Diegebacken 17 und von ihm weg antreibbar. Der Biegebacken 17 und der Klemmbacken 18 drehen sich bei einem Biegevorgang gemeinsam mit einem Biegearm 1. Der Preßbacken 19 besitzt eine ebenfalls nicht dargestellte Rohraufnahmerille auf seiner dem Biegebacken gegenüberliegenden Begrenzungsseite und ist mittels nicht dargestellter Antriebsmittel zum Biegebacken hin und von ihm weg antreibbar.

Zu Beginn eines Biegevorgangs ist der Preßbacken 19 neben dem Klemmbacken 18 angeordnet Wenn sich der Biegebacken bei einem Biegevorgang dreht, bewegt sieh der Preßbacken 19 mit dem Rohr 15 mit, um zu verhindern, daß sich das gebogene Rohr infolge der ausgeübten Biegekraft na?h außen wölbt. Nach dem Biegevorgang werden der Klemmbacken 18 und der Preßbacken 19 ebenso wie der Biegearm 21 zurückgefahren, wodurch der Biegebacken 17 und der Klemmbacken 18 in ihre Ausgangsstellung zurückkehren. Das

Rohr 15 wird dann bis in die Stellung vorgeschoben, an der die nächste Biegung beginnen solL

Wenn die nächste Biegung im Rohr in einer anderen Ebene als die vorhergehende Biegung ausgeführt werden soll, dann wird der Schlitten 11 derart gedreht, daß er das Rohr 15 in die gewünschte Biegeebene bringt, bevor der Klemmbacken 18 und der PreBbacken 19 über dem Rohr geschlossen werden.

Wenn die Steuerung für den schrittweisen Vorschub und Betrieb der Maschine, d. h. für eine Schüttenbewegung von dem Ende der einen Biegung zum Anfang der nächsten Biegung programmiert ist, dann ist die Klemmhülse 14 des Schlittens 11 während des Biegevorgangs normalerweise geöffnet, so daß der Schlitten 11 ortsfest bleibt Während des Biegevorgangs wird dann eine für die Biegung benötigte Rohrlänge aus dem Schlitten herausgezogen. Am Ende des Biegevorgangs wird die Klemmhülse geschlossen und der Schlitten um den programmierten Hub vorbewegt, um das Rohr zum Anfangspunkt der nächsten Biegung vorzuschieben. Bei der hier beschriebenen Steuerung bleibt die Klemmhülse 14 jedoch während des Biegevorgangs um das Rohr geschlossen, so daß sich der Schlitten 11 mit dem Rohr 15 mitbewegt, während dieses um den Biegebacken 17 gezogen wird.

Während des Biegevorgangs ist die auf das Rohr ausgeübte Kraft bestrebt, das Rohr in Längsrichtung zu dehnen. Der Grad dieser Längsdehnung hängt von verschiedenen Faktoren, etwa dem "Rohrdurchmesser, der Rohrwandstärke, der Spannungsfestigkeit und Elastizität des Materials, der Härte des Rohrs usw. ab. Die physikalischen Eigenschaften des Rohrmaterials können von Rohr zu Rohr verschieden sein und hängen beispielsweise von der Homogenität der Legierung, von ihrer Behandlung und anderen Faktoren ab.

Es war üblich, bei einem programmierten schrittweisen Schlittenvorschub unterschiedliche Rohrdehnungen während der Biegevorgänge nicht zu berücksichtigen. Vielmehr wurde zwischen dem Ende einer Biegung und dem Anfang ier nachfolgenden Biegung unabhängig von der für die erstere Biegung aufgebrauchten Rohrlänge ein fester Abstand eingehalten. Wenn die Gesamtlänge des fertig gebogenen Rohr kritisch ist, kann ein gerades Rohr verwendet werden, welches etwas länger als notwendig ist, und das Ende dieses Rohrs nach den Biegevorgängen abgeschnitten werden. Dadurch kann es aber zu erheblichen Materialverlusten in Verbindung mit einem zusätzlichen Bearbeitungsgang kommen.

Die Darstellung von F i ?, 3 erläutert dieses Problem einer Steuerung mit festen Vorschubbeträgen. Ein 3,00 m langes Rohr soll in eine einfache U-Form gebogen werden. Nimmt man an, daß der Anfangspunkt nach F i g. 3 das Ende 25 des Rohres ist, dann beträgt die erste programmierte Vorschublänge für den Schlitten 0,45 m. Dann wird eine erste 90°-Biegung 1 ausgeführt. Vom Endpunkt der Biegung 1 aus gerechnet wird der Schlitten dann 1,80 m vorgerückt, damit das Rohr mit dem Anfangspunkt für die zweite Biegung 2 in die Biegewerkzeuge vorgeschoben wird. Die Ausbildung der zweiten 90°»Biegung führt dann zu der in Fig.3 gezeigten U-Form des gebogenen Rohres. Wenn für die Biegungen 1 und 2 jeweils eine Rohrlänge von 0,15 m verbraucht wurde, dann hat entsprechend dem vorgegebenen Programm der Endabschnitt 26 eine Länge von 0,45 m. Kommt es jedoch zu Abweichungen bei dem für die Biegungen benötigten Rohrlängen, dann kann der Endabschnitt 26 ein Maß von 0,45 m ± 2Δ aufweisen, wobei Δ diejenige Dehnung ist, welche in einer Biegung auftreten kann.

Gemäß der Neuerung erfolgt die Steuerung für den Vorschub des Rohrs in der nun anhand von Fig.4 erläuterten Weise.

Die Vorschubbewegung des Schlittens wird entsprechend dem Abstand zwischen den beiden Anfangspunkten zweier aufeinanderfolgender Biegungen programmiert Dadurch wird die gesamte Länge des zwischen den Punkten 28 (Anfangspunkt der Biegung 1) und 29 (Anfangspunkt der Biegung 2) liegenden Rohrabschnitts ein Festmaß. Jede Änderung der Rohrlänge bei der Herstellung der Biegung 1 wird kompensiert durch eine Änderung der Länge des nachfolgenden geraden Rohrabschnitts. Bei einem Rohr mit mehreren Biegungen wird dadurch der kumulative Fehler aufgrund der materialbedingten Rohrlängenänderungen auf ein Minimum herabgesetzt

Bei einem programmierten Vorschub gemäß F i g. 3 umfaßt das Programm für jede Biegu->,3 die Biegestelle, welche festgelegt wird durch den Anstand von dem Endpunkt der vorhergehenden Biegung zu dem Anfangspunkt der nachfolgenden Biegung, die Biegeebene und den BiegewinkeL Während des Arbeitsabiaufs schiebt der Schlitten das Rohr in diejenige Stellung vor, in der die Biegung ausgeführt werden soll; er dreht es gegebenenfalls auch in die richtige Lage. Dann werden der Preßbacken 19 und der Klemmbacken 18 geschlossen, während die Klemmhülse 14 geöffnet wird, damit die Biegung ausgeführt werden kann. Dann wird die Klemmhülse 14 wieder geschlossen, während der Preßbacken und der Klemmbacken geöffnet werden und der Schlitten 11 das Rohr um den programmierten Abstand vorwärtsbewegt.

Bei der gemäß F i g. 4 arbeitenden Rohrbiegemaschine enthält das Programm den Abstand vom Anfangspunkt einer Biegung bis zum Anfangspunkt der nachfolgenden Biegung. Während des Biejjevorpangs bleibt die Klemmhülse 14 geschlossen, so daß der Schlitten 11 vorgezogen wird, während das Rohr 15 um den Biegebacken 17 gebogen wird. Die für die Ausbildung dieser Biegung verbrauchte Rohrlänge wird durch das Meßwerk 13 gemessen und von dem programmierten Abstand zwischen den beiden Anfangspunkten zweier aufeinanderfolgender Biegungen abgezogen. Nach Freigabe des Rohrs durch den Klemmbacken 18 und den Preßbacken 19 schiebt der Schlitten il dann das Rohr um den so ermittelten Hub bis zu dem Punkt vor, an dem die nächste Biegung beginnen soll. Während dieses Biegevorgangs wird der Servoantriebsmotor Ώ. für den Schütten ausreichend erregt, um den Schlitten freizugeben, so daß dieser von dem Rohr 15 mitgezogen werden kann, wenn sich der Biegebacken 17 dreht.

Die Steuerung bzw. Steuervorrichtung für ;ine solche Rohrbiegemaschine ist in F i g. 5 dargestellt

Ein Speicher 35 oder eine andere Steuerinformationsquelle ist an ein Steuerregister 36 für die Schlittenbewegung angeschlossen Das Meßwerk 13 ist ebenfalls an das Steuerregister 36 angeschlossen und liefert diesem Informationen über die jeweilige Schlittenstellung. Zu Beginn eines Biegevorgangs liefert eine erst'; Steuereinheit (1) der Steuerung ein Lösesignal an den Servoantriebsmotor 12 des Schlittens bzw. Schlittenantrieb, damit sich der Schlitten bewegen kann, sowie ein Startsignal an einen Antrieb 38 für den Biegearm 21. Ein Steuerregister 39 vergleicht die tatsächliche Bewegung des Biegearms 21 mit einer programmierten Informa-

tion vom Speicher 35. Wenn der Biegearm eine vorgegebene Schwenkbewegung ausgeführt hat, wird eine zweite Steuereinheit (2) der Steuerung eingeschaltet, um die Drehung des Biegearms 21 zu beenden. Während des Biegevorgangs bewegt sich der Schlitten 11 mit dem Rohr 15 vorwärts, während dieses um den Biegebacken 17 gebogen wird. Diese mittels des Meßwerks 13 ermittelte Bewegung des Schlittens 11 wird im Steuerregister 36 von der programmierten Vorschublänge abgezogen. Am Ende des Biegevorgangs werden durch die dritte Steuereinheit (3) der Steuerung der Antrieb 40 für den Preßbacken 19 sowie der Antrieb 41 für den Klemmbacken 18 betätigt, damit sich diese vom Rohr lösen. Eine vierte Steuereinheit (4) der Steuerung schaltet dann den Servoantriebsmotor 12 für den Schlitten 11 an, welcher das Rohr 15 vorschiebt, während der Biegebacken 17 in seine Ausgangsstellung (die Steuerung für diese Bewegung ist nicht dargestellt) zurückgestellt wird. Der Vorschub des Schlittens 11 wird durch das Meßwerk 13 ermittelt und mit der Steuerinformation im Steuerregister 36 verglichen. Der Vorschub hat eine Länge entsprechend dem Unterschied zwischen der programmierten Länge und der für

ίο die Biegung verbrauchten Rohrlänge. Wenn der Schlitten um diese Differenz vorgeschoben wurde, hält eine fünfte Steuereinheit (5) der Steuerung den Schlitten an; die Maschine ist dann für den nächsten Biegevorgang bereit.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Numerisch gesteuerte Rohrbiegemaschine mit auf das Rohr einwirkenden, schwenkbaren Biegewerkzeugen sowie mit einem das Rohr haltenden, gegenüber den Biegewerkzeugen bewegbaren Schlitten, dessen Vorschub zwischen aufeinanderfolgenden Biegungen nach einem Programm erfolgt und dessen Verschiebung während einer Biegung durch ein wießwerk erfaßt wird, wobei die vom Programm vorgegebene Vorschublänge vor einer Biegung durch die gemessene Verschiebung des Schlittens während der vorangegangenen Biegung korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Programm vorgegebene Vorschublänge jeweils dem Abstand zwischen den beiden Anfangspunkten (28, 29) der aufeinanderfolgenden Biegungen entspricht und daß die korrigierte Vorschublänge der Differenz zwischen diesem Abstand und der gemessenen Verschiebung des Schlittens (It) während der vorangegangenen Biegung entspricht